KR102030009B1 - 필름 제조 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필름 제조 방법에 관한 것으로서, 연속적으로 공급되는 복수의 필름을 순차적으로 적층하여 필름 원단을 형성하는 필름 적층 유닛, 필름 원단의 제조 길이를 측정할 수 있는 길이 측정 유닛, 및 필름 원단에 제조 길이를 레이저 마킹할 수 있는 마킹 유닛을 포함하며, 필름 원단에 제조 길이를 레이저 마킹하여, 정확한 필름 원단의 제조 길이를 파악할 수 있다.

Description

필름 제조 장치 및 방법{Apparatus manufacturing film and method thereof}

본 발명은 필름 제조 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(cathode ray tube)는 TV를 비롯해서 계측기기, 정보단말기기 등의 모니터에 주로 이용되어 오고 있으나, CRT 자체의 큰 무게나 크기로 인하여 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극 대응할 수 없었다.

이러한 CRT를 대체하기 위해 소형, 경량화의 장점을 갖고 있는 액정표시장치가 활발하게 개발되어 왔고, 최근에는 평판표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 그 수요가 점차 증가하고 있다.

이러한 액정표시장치의 화상구현원리는 액정의 광학적 이방성과 분극성질을 이용하는 것으로서, 액정은 분자구조가 가늘고 길며 배열에 방향성을 갖는 이방성과 전기장 내에 놓일 경우 그 크기에 따라 분자배열의 방향이 변화되는 분극성질을 띤다. 이에 액정표시장치는 액정층을 사이에 두고 서로 마주보는 면으로 각각 전계생성전극이 형성된 한 쌍의 투명절연기판으로 이루어진 액정패널을 필수적인 구성요소로 하며, 각 전계생성전극 사이의 전기장 변화를 통해서 액정분자의 배열방향을 인위적으로 조절하고 이때 변화되는 빛의 투과율을 이용하여 여러가지 화상을 표시한다.

이때, 상기 액정패널의 상부 및 하부에 각각 액정표시장치의 액정 배향변화를 가시화하는 편광 필름이 위치되는데, 상기 편광 필름은 투과측과 일치하는 편광성분의 빛을 투과시키게 되는데, 두 개의 편광 필름의 투과축의 배치와 액정의 배열 특성에 의해 빛의 투과정도를 결정하게 된다.

상기 편광 필름은, 빛의 편광특성을 변화시키는 편광축이 형성되며 편광자인 요오드를 흡수한 PVA(poly vinyl alcohol)를 강한 장력으로 연신하여 제작되는 편광층과, 상기 편광층의 양측면에 형성되어 상기 편광층을 보호 및 지지하는 제1, 제2 TAC 필름(tri-acetatecellulose film), 상기 제1 TAC 필름의 일측에 형성되어 편광판의 표면손상을 방지하는 보호필름과, 상기 제2 TAC 필름의 일측에 점착제를 매개로 형성된 이형필름으로 이루어져 있다.

이러한 편광 필름은 필름 제조 장치를 이용하여 PVA 필름과 TAC 필름(제1 TAC필름과 제2 TAC 필름)과 보호필름과 이형필름이 각각 감긴 원료 롤을 준비한 후, 상기 원료 롤을 세정조에서 세정하고 건조 오븐에서 건조하는 전처리 과정을 거친 다음, PVA 필름의 양측에 제1 TAC 필름과 제2 TAC 필름을 적층하는 한편 PVA 필름을 연신하여 중간 롤을 형성한 후, 상기 제1 TAC 필름의 표면에 보호필름을 적층하는 한편 상기 제2 TAC 필름의 표면에 점착제를 개재하여 이형필름을 적층하여 편광 필름 롤을 형성한 다음, 목형 재단장치나 레이저 재단장치를 이용하여 편광 필름을 미리 정해진 사이즈를 가지는 다수의 편광 필름으로 재단(절단)한 후, 검사 및 포장하는 공정으로 제조 완료하였다.

한편, PVA 필름의 연신 공정은 연신 롤러를 이용하여 수행하고 있는데, 연신 롤러로부터 PVA 필름에 인가되는 장력이 PVA 필름의 부분별로 상이하여, 연신 후에 PVA 필름의 길이가 부분별로 상이할 수 있다. 또한, 적층된 편광 필름의 이송 공정은 이송 롤러를 수행하고 있는데, 이송 공정의 경우에도 연신 공정과 일응 유사하게 이송 롤러로부터 편광 필름에 작용하는 장력이 편광 필름의 부분별로 상이하여 편광 필름에 사행이 발생할 수 있다. 따라서, 종래의 필름 제조 장치는, PVA 필름의 연신율 불균일과 편광 필름의 사행 기타 원인으로 인하여, 동일한 길이의 필름들을 이용하여 필름 제조 공정을 진행하더라도 최종적으로 제조된 편광 필름 롤의 전체 길이가 매번 미세하게 달라지고 편광 필름의 부분별로도 길이가 서로 달라지는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 제조가 완료된 편광 필름 롤의 전체 길이를 측정하여 별도의 라벨에 기록한 후에 편광 필름 롤에 부착하고 있다. 그러나, 편광 필름 롤의 전체 길이를 측정하여 라벨에 기록하더라도, 라벨로부터 편광 필름에 부분적으로 길이의 불균형이 발생하는 양상까지는 추적할 없다는 점에서 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제조된 필름의 길이를 정확하게 측정할 수 있도록 구조를 개선한 필름 제조 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

나아가, 본 발명은 제조된 필름에 부분적으로 길이의 불균형이 발생하는 양상을 정확하게 추적할 수 있도록 구조를 개선한 필름 제조 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 필름 제조 장치는, 연속적으로 공급되는 복수의 필름들을 순차적으로 적층하여 필름 원단을 형성하는 필름 적층 유닛; 상기 필름 원단을 슬리팅하여 미리 정해진 폭을 갖는 복수의 단위 필름 원단들로 분할하는 슬리팅 유닛; 상기 단위 필름 원단들 중 서로 대응하는 어느 하나의 단위 필름 원단의 제조 길이를 각각 측정하는 복수의 길이 측정 유닛들; 및 상기 단위 필름 원단들 중 서로 대응하는 어느 하나의 단위 필름 원단의 현재까지 측정된 상기 제조 길이를 상기 어느 하나의 단위 필름 원단에 미리 정해진 단위 길이마다 레이저 마킹함과 동시에, 상기 어느 하나의 단위 필름 원단의 로트(lot) 번호, 제조 일자 및 가공 설비 중 적어도 하나를 포함하는 제조 현황 정보를 상기 어느 하나의 단위 필름 원단에 상기 단위 길이마다 레이저 마킹하는 복수의 마킹 유닛들을 포함하며; 상기 필름들은 상기 필름 원단의 최외곽에 적층되어 상기 필름 원단을 보호할 수 있는 보호 필름을 포함하며, 각각의 마킹 유닛은, 상기 제조 길이와 상기 제조 현황 정보를 상기 보호 필름에 레이저 마킹한다.

바람직하게, 각각의 길이 측정 유닛은, 상기 어느 하나의 단위 필름 원단을 상기 마킹 유닛들 중 서로 대응하는 어느 하나의 마킹 유닛으로 이송할 수 있는 이송 롤러; 및 상기 이송 롤러에 장착되며, 상기 이송 롤러가 미리 정해진 단위 각도만큼 회전될 때마다 엔코더 펄스를 생성할 수 있는 엔코더를 구비한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 필름 제조 방법은, (a) 복수의 필름들을 연속적으로 공급하는 단계; (b) 상기 복수의 필름들을 순차적으로 적층하여 필름 원단을 형성하는 단계; (c) 상기 필름 원단을 슬리팅하여 미리 정해진 폭을 갖는 복수의 단위 필름 원단들로 분할하는 단계; (d) 각각의 단위 필름 원단의 제조 길이를 개별적으로 측정하는 단계; (e) 각각의 단위 필름 원단의 현재까지 측정된 상기 제조 길이를 각각의 단위 필름 원단에 미리 정해진 단위 길이마다 레이저 마킹함과 동시에, 각각의 단위 필름 원단의 로트(lot) 번호, 제조 일자, 및 가공 설비 중 적어도 하나를 포함하는 제조 현황 정보를 각각의 단위 필름 원단에 상기 단위 길이마다 레이저 마킹하는 단계; 및 (f) 각각의 단위 필름 원단을 회수하는 단계를 포함하며; 상기 필름들은 상기 필름 원단의 최외곽에 적층되어 상기 필름 원단을 보호할 수 있는 보호 필름을 포함하고, 상기 (e) 단계는, 상기 제조 길이와 상기 제조 현황 정보를 상기 보호 필름에 레이저 마킹하면서 수행된다.

바람직하게, 상기 (d) 단계는, 각각의 단위 필름 원단을 이송할 수 있는 이송 롤러에 장착되는 엔코더로부터 상기 이송 롤러가 미리 정해진 단위 각도만큼 회전될 때마다 발생하는 엔코더 펄스를 측정하여 수행된다.

본 발명에 따른 필름 제조 장치 및 방법은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 필름 원단에 제조 길이를 레이저 마킹하여, 정확한 필름 원단의 제조 길이를 파악할 수 있다.

둘째, 필름 원단에 로트 번호, 가공 설비, 제조 일자 등 제조 현황 정보를 레이저 마킹하여, 필름 원단의 생산 이력을 정확하게 추적할 수 있다.

셋째, 필름 원단에 제조 길이, 및 제조 현황 정보를 미리 정해진 단위 길이마다 레이저 마킹하여, 필름 원단을 여러 장의 필름으로 절단한 경우에도 각각의 필름의 길이나 생산 이력을 용이하게 파악할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 제조 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면.
도 2는 도 1의 필름 제조 장치가 구비하는 필름 적층 유닛에 의하여 적층되는 편광 필름 원단의 적층구조를 설명하기 위한 편광 필름 원단의 단면도.
도 3은 도 1의 필름 제조 장치가 구비하는 슬리팅 유닛의 사시도.
도 4는 도 1의 필름 제조 장치가 구비하는 필름 적층 유닛에 의하여 형성된 편광 필름 원단의 평면도.
도 5는 도 1의 필름 제조 장치가 구비하는 길이 측정 유닛 및 마킹 유닛의 사시도.
도 6은 도 1의 필름 제조 장치가 구비하는 마킹 유닛에 의하여 편광 필름 원단에 제조 길이가 마킹된 양상을 나타내는 편광 필름 원단의 평면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.

본 발명에 따른 필름 제조 장치 및 방법은 제조된 필름 원단에 필름 원단의 제조 길이를 레이저 마킹하는 것이 특징이다. 필름의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 편광 필름, 및 3D 필름 등 다양한 종류의 필름을 본 발명을 이용하여 제조할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 편광 필름을 제조하는 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하며, 다른 종류의 필름의 제조에도 본 발명을 이용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 제조 장치를 개략적으로 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 도 1의 필름 제조 장치가 구비하는 필름 적층 유닛에 의하여 적층되는 편광 필름 원단의 적층구조를 설명하기 위한 편광 필름 원단의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 제조 장치(1)는 제어부, 필름 적층 유닛(10), 슬리팅 유닛(20), 길이 측정 유닛(30), 마킹 유닛(40), 및 필름 회수 유닛(50) 등을 포함할 수 있다.

제어부는 본 발명에 따른 필름 제조 장치(1)의 전반적인 구동을 제어할 수 있다. 따라서, 제어부는 필름 적층 유닛(10), 슬리팅 유닛(20), 길이 측정 유닛(30), 마킹 유닛(40), 및 필름 회수 유닛(50)의 구동을 제어할 수 있다.

필름 적층 유닛(10)은 편광 필름 원단(F)을 구성하는 다수의 필름들을 순차적으로 적층하여 편광 필름 원단(F)을 형성할 수 있으며, 제1 내지 제5 권취 롤러(11a~11e), 연신부(13), 제1 내지 제4 안내 롤러(15a~15d), 및 제1 내지 제4 부착 롤러(17a~17d) 등을 포함할 수 있다.

제1 권취 롤러(11a)는 미리 권취된 PVA 필름(Fa)을 연속적으로 풀어주면서 공급하며, 연신부(13)는 제1 권취 롤러(11a)의 하류에 설치되어 PVA 필름(Fa)에 대한 연신을 수행한다.

제2 권취 롤러(11b)는 미리 권취된 제1 TAC 필름(Fb)을 연속적으로 풀어주면서 공급하며, 제1 안내 롤러(15a)는 제1 TAC 필름(Fb)을 제1 부착 롤러(17a)로 안내한다. 제1 부착 롤러(17a)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 TAC 필름(Fb)을 PVA 필름(Fa)의 일면에 부착할 수 있다.

제3 권취 롤러(11c)는 미리 권취된 제2 TAC 필름(Fc)을 연속적으로 풀어주면서 공급하며, 제2 안내 롤러(15b)는 제2 TAC 필름(Fc)을 제2 부착 롤러(17b)로 안내한다. 제2 부착 롤러(17b)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 TAC 필름(Fc)을 PVA 필름(Fa)의 다른 일면에 부착한다.

제4 권취 롤러(11d)는 미리 권취된 보호 필름(Fd)을 연속적으로 풀어주면서 공급하며, 제3 안내 롤러(15c)는 보호 필름(Fd)을 제3 부착 롤러(17c)로 안내한다. 제3 부착 롤러(17c)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 보호 필름(Fd)을 제1 TAC 필름(Fb)의 일면에 부착한다.

제5 권취 롤러(11e)는 미리 권취된 이형 필름(Fe)을 연속적으로 풀어주면서 공급하며, 제4 안내 롤러(15d)는 이형 필름(Fe)을 제4 부착 롤러(17d)로 안내한다. 제4 부착 롤러(17d)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 이형 필름(Fe)을 제2 TAC 필름(Fc)의 일면에 부착한다.

이와 같이 다수 필름이 순차적으로 적층되어 형성된 편광 필름 원단(F)은 주행 롤러에 의하여 길이 측정 유닛(30)으로 공급될 수 있다. 필름 적층 유닛(10)은 일반적인 필름 제조 장치(1)에 마련되는 필름 적층 유닛(10)과 동일한 구조를 가지므로, 필름 적층 유닛(10)의 구성에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

슬리팅 유닛(20)은 편광 필름 원단(F)을 미리 정해진 폭을 가지는 복수의 편광 필름 원단(F1~F3)으로 슬리팅 할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 슬리팅 유닛(20)은 필름 적층 유닛(10)의 하류에 설치되며, 편광 필름 원단(F)을 부착하고자 하는 패널에 대응되도록 미리 정해진 폭을 가지는 복수의 편광 필름 원단(F1~F3)으로 슬리팅할 수 있다. 슬리팅을 통해 생성할 수 있는 편광 필름 원단(F1~F3)의 갯 수는 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 슬리팅 유닛(20)은 편광 필름 원단(F)를 미리 정해진 폭을 가지는 3개의 편광 필름 원단(F1~F3)으로 슬리팅할 수 있다. 설명의 편의를 위하여, 슬리팅 유닛(20)에 의하여 편광 필름 원단(F)이 3개의 편광 필름 원단(F1~F3)으로 슬리팅되는 경우를 예를 들어 본 발명의 설명하기로 한다.

길이 측정 유닛(30)은 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 측정할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 길이 측정 유닛(30)은 슬리팅 유닛(20)의 하류에 설치되며, 슬리팅된 3개의 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 각각 측정할 수 있도록 3개의 길이 측정 유닛(30)이 설치된다. 3개의 길이 측정 유닛(30)은 각각, 대응되는 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 측정할 수 있다.

한편, 길이 측정 유닛(30)은 슬리팅 유닛(20)의 상류에 1개만을 설치하여, 슬리팅되기 전의 편광 필름 원단(F)의 제조 길이(60)를 측정할 수도 있다. 설명의 편의를 위하여, 슬리팅 유닛(20)의 유닛의 하류에 3개의 길이 측정 유닛(30)을 설치한 경우를 예로 들어 본 발명의 설명하기로 한다.

마킹 유닛(40)은 편광 필름 원단(F1~F3)에 길이 측정 유닛(30)에 의하여 측정된 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 레이저 마킹할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 마킹 유닛(40)은 길이 측정 유닛(30)의 하류에 설치되며, 3개의 편광 필름 원단(F1~F3)에 제조 길이(60)를 각각 레이저 마킹할 수 있도록 3개의 마킹 유닛(40)이 설치된다. 3개의 마킹 유닛(40)은 각각, 대응되는 편광 필름 원단(F1~F3)에 제조 길이(60)를 레이저 마킹할 수 있다.

필름 회수 유닛(50)은 편광 필름 원단(F1~F3)을 회수할 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 필름 회수 유닛(50)은 마킹 유닛(40)의 하류에 설치되며, 3개의 편광 필름 원단(F1~F3)을 각각 회수할 수 있도록 제6 내지 제8 권취 롤러(52a~52c)를 구비한다. 제6 내지 제8 권취 롤러(52a~52c)는 각각 대응되는 편광 필름 원단(F1~F3)을 귄취하여 롤 형태로 회수할 수 있다.

도 3은 도 1의 필름 제조 장치가 구비하는 슬리팅 유닛의 사시도이다.

도 3을 참조하면, 슬리팅 유닛(20)은 편광 필름 원단(F)을 미리 정해진 폭을 가지는 복수의 편광 필름 원단(F1~F3)으로 슬리팅할 수 있으며, 이를 위하여 레이저 발생기(21), 스캔헤드(22), 및 스캔헤드 이송부 등을 구비할 수 있다.

슬리팅 유닛(20)은 레이저를 이용하여 편광 필름 원단(F)을 슬리팅할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 슬리팅 유닛(20)은 편광 필름 원단(F)을 절단할 수 있는 커터를 구비할 수도 있다. 설명의 편의를 위하여 레이저를 이용하여 편광 필름 원단(F)을 슬리팅하는 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하기로 한다.

레이저 발생기(21)는 스캔헤드 이송부의 슬리팅 유닛 프레임(23)에 설치되며, 편광 필름 원단(F)을 슬리팅하기 위한 레이저를 발생할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 발생기(21)는 스캔헤드 이송부의 슬리팅 유닛 프레임(23)의 상면에 설치되며, 레이저 발생기(21)로부터 방출된 레이저는 레이저 발생기(21)의 일측에 마련된 리플렉터(21a)에 의해 반사되어 스캔헤드(22)로 공급될 수 있다.

스캔헤드(22)는 레이저 발생기(21)로부터 공급받은 레이저를 편광 필름 원단(F)에 조사하여 편광 필름 원단(F)을 슬리팅할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스캔헤드 이송부의 슬리팅 유닛 프레임(23)에는 제1 스캔헤드(22a)와 제2 스캔헤드(22b) 등 2대의 스캔헤드(22)가 편광 필름 원단(F)의 폭 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다. 따라서, 제1 스캔헤드(22a)와 제2 스캔헤드(22b)는 각각 미리 정해진 위치로 이동한 후에, 편광 필름 원단(F)에 레이저를 조사하여 편광 필름 원단(F)을 미리 정해진 폭을 가지는 3개의 편광 필름 원단(F1~F3)으로 슬리팅할 수 있다.

스캔헤드 이송부는 제1 스캔헤드(22a)와 제2 스캔헤드(22b)를 편광 필름 원단(F)의 폭 방향으로 왕복 이송할 수 있으며, 슬리팅 유닛 프레임(23), 크로스 레일(24), 슬라이더(25), 및 슬라이더 이동수단 등을 포함할 수 있다.

슬리팅 유닛 프레임(23)은 슬리팅 유닛(20)의 본체를 형성할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 슬리팅 유닛 프레임(23)은 필름 적층 유닛(10)의 하류에 마련되는 이송 프레임(20a)에 편광 필름 원단(F)을 폭 방향으로 가로지르도록 설치되며, 편광 필름 원단(F)이 하부로 통과할 수 있는 판 형상을 가진다.

크로스 레일(24)은 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 슬리팅 유닛 프레임(23)에 설치되며, 제1 스캔헤드(22a)와 제2 스캔헤드(22b)의 이동을 안내할 수 있다. 슬라이더(25)는 크로스 레일(24)에 이동 가능하게 설치되며, 제1 스캔헤드(22a) 및 제2 스캔헤드(22b)와 결합될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 크로스 레일(24)은 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 슬리팅 유닛 프레임(23)의 상면에 설치되며, 전면에는 편광 필름 원단(F)의 폭 방향을 따라 슬롯(24a)이 형성된다. 슬라이더(25)는 한 쌍이 마련되어 크로스 레일(24)의 내부에 이동 가능하게 설치되며, 슬롯(24a)을 통해 제1 스캔헤드(22a) 및 제2 스캔헤드(22b)와 각각 결합된다.

슬라이더 이동수단은 슬라이더(25)에 크로스 레일(24)을 따라 이동할 수 있는 구동력을 제공하며, 리드 스크류(26) 및 구동 모터(27) 등을 구비할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 리드 스크류(26)는 크로스 레일(24)의 내부에 편광 필름 원단(F)의 폭 방향으로 설치되어 각각의 슬라이더(25)와 결합되며, 구동 모터(27)는 리드 스크류(26)의 단부에 설치되어 리드 스크류(26)를 회전시킬 수 있다. 따라서, 리드 스크류(26)는 구동 모터(27)에 의해 회전하면서 각각의 슬라이더(25) 및 각각의 슬라이더(25)와 결합된 제1 스캔헤드(22a)와 제2 스캔헤드(22b)를 미리 정해진 구간 내에서 개별적으로 각각 왕복 이송할 수 있다. 한편, 슬라이더 이동수단은 리드 스크류(26) 및 구동 모터(27)로만 구동될 수 있는 것은 아니며, 리니어 모터 시스템으로 구성될 수도 있다.

도 4는 도 1의 필름 제조 장치가 구비하는 필름 적층 유닛에 의하여 형성된 편광 필름 원단의 평면도이며, 도 5는 도 1의 필름 제조 장치가 구비하는 길이 측정 유닛 및 마킹 유닛의 사시도이다.

또한, 도 6은 도 1의 필름 제조 장치가 구비하는 마킹 유닛에 의하여 편광 필름 원단에 제조 길이가 마킹된 양상을 나타내는 편광 필름 원단의 평면도이다.

길이 측정 유닛(30)은 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 측정할 수 있으며, 이송 롤러(32), 및 엔코더(34) 등을 구비할 수 있다.

편광 필름 원단(F)의 여러 공정은 편광 필름 원단(F)에 장력을 인가할 수 있는 롤러를 이용하여 수행되고 있다. 그런데, 편광 필름 원단(F)에 인가되는 장력은 편광 필름 원단(F)의 모든 부분에 동일하게 인가되지 못하고, 경우에 따라 편광 필름 원단(F)의 각 부분별로 서로 다른 크기로 인가될 수 있다.

예를 들어, 연신 공정 중에 편광 필름 원단(F)의 중심부는 양측부보다 롤러로부터 강한 장력을 인가받으므로, 편광 필름 원단(F)의 중심부는 양측부에 비해 상대적으로 큰 연신율을 가질 수 있다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 편광 필름 원단(F)의 중심부는 양측부보다 상대적으로 긴 제조 길이(60)를 가지며, 편광 필름 원단(F)의 양측부가 중심부를 향해 오목하게 휘어지는 컬(curl) 현상이 발생할 수 있다.

이와 같이 편광 필름 원단(F)은 부분에 따라 서로 다른 제조 길이(60)를 가질 수 있으므로, 슬리팅 유닛(20)에 의하여 슬리팅된 3개의 편광 필름 원단(F1~F3)은 서로 다른 제조 길이(60)를 가질 수 있다. 그러므로, 편광 필름 원단(F1~F3)의 정확한 제조 길이(60)를 산출하기 위해서는 3개의 편광 필름 원단(F1~F3) 각각의 제조 길이(60)를 측정하는 것이 바람직하다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 길이 측정 유닛(30)은 3개가 마련되어 슬리팅 유닛(20)의 하류에 각각 설치되며, 3개의 길이 측정 유닛(30)은 각각 대응되는 어느 하나의 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 측정할 수 있다.

이송 롤러(32)는 편광 필름 원단(F1~F3)을 마킹 유닛(40)으로 이송할 수 있으며, 엔코더(34)는 이송 롤러(32)에 장착되며, 이송 롤러(32)가 미리 정해진 단위 각도만큼 회전될 때마다 엔코더 펄스를 생성할 수 있다.

도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 이송 롤러(32)는 슬리팅 유닛(20)과 마킹 유닛(40) 사이에 위치하도록 이송 프레임(40a)에 설치되며, 3개의 편광 필름 원단(F1~F3) 중 대응되는 어느 하나의 편광 필름 원단(F1~F3)을 마킹 유닛(40)으로 이송할 수 있다. 엔코더(34)는 이송 롤러(32)의 회전축에 설치되며, 이송 롤러(32)가 미리 정해진 단위 각도만큼 회전할 때마다 엔코더 펄스를 생성하여 제어부에 전달할 수 있다. 엔코더(34)의 종류는 특별히 한정되지는 않으며, 예를 들어 회전각을 펄스 신호로 변화하는 로터리 엔코더가 사용될 수 있다.

제어부는 엔코더 펄스로부터 이송 롤러(32)의 회전각을 산출할 수 있으며, 이송 롤러(32)의 회전각과 미리 저장된 이송 롤러(32)의 직경을 곱해줌으로써 이송 롤러(32)에 의해 이송된 편광 필름 원단(F1~F3)의 이송 거리를 산출할 수 있다. 그런데, 이송 롤러(32)는 편광 필름 원단(F1~F3)을 일 방향으로 이송하므로, 이송 롤러(32)의 이송 거리는 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)와 동일하다. 따라서, 제어부는 3개의 길이 측정 유닛(30)을 이용하여 3개의 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 개별적으로 각각 산출할 수 있다.

마킹 유닛(40)은 필름 원단에 제조 길이(60)를 마킹할 수 있으며, 레이저 발생기(42), 스캔헤드(44), 및 스캔헤드 이송부 등을 포함할 수 있다.

도 1 및 4에 도시된 바와 같이, 마킹 유닛(40)은 3개가 마련되어 각각 이송 프레임(40a)에 설치되며, 편광 필름 원단(F1~F3)의 미리 정해진 위치에 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 레이저 마킹할 수 있다. 마킹 유닛(40)은 슬리팅 유닛(20)과 동일한 구성을 가지며, 제조 길이(60)를 편광 필름 원단(F1~F3)에 레이저 마킹한다는 점에서만 슬리팅 유닛(20)과 상이하므로, 마킹 유닛(40)의 구성에 대한 구체적인 내용은 생략하기로 한다.

마킹 유닛(40)이 제조 길이(60)를 마킹할 수 있는 방법은 특별히 한정되지는 않으며, 다음과 같이 여러 가지 방법으로 편광 필름 원단(F1~F3)에 제조 길이(60)를 마킹할 수 있다.

예를 들어, 마킹 유닛(40)은 편광 필름 원단(F1~F3)의 최외곽에 적층되어 편광 필름 원단(F1~F3)을 보호할 수 있는 보호 필름(Fd)에만 제조 길이(60)를 선택적으로 마킹할 수 있다. PVA 필름(Fa), 제1 TAC 필름(Fb), 및 제2 TAC 필름(Fc) 등 편광 필름의 핵심 기능을 수행하는 필름들에까지 레이저 마킹이 이루어질 경우에는 편광 필름의 기능이 손상될 수 있다. 따라서, 마킹 유닛(40)은 보호 필름(Fd)에만 선택적으로 레이저 마킹을 실시하여 레이저 마킹으로 인한 기능 손상을 방지할 수 있다.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 마킹 유닛(40)은 편광 필름 원단(F1~F3)에 미리 정해진 단위 길이마다 제조 길이(60)를 레이저 마킹할 수 있다. 즉, 편광 필름 원단(F1~F3)에 단위 길이마다 현재까지 생산된 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 마킹할 수 있다. 여기서, 제조 길이(60)의 단위 길이는 특별히 한정되지는 않다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, '1m'마다 현재까지 제조된 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 마킹할 수 있다.

따라서, 편광 필름 원단(F1~F3)을 중간 지점에서 절단하는 경우에도 절단된 편광 필름 원단(F1~F3)의 길이를 마킹된 제조 길이(60)를 이용하여 용이하게 파악할 수 있다.

이와 같이 편광 필름 원단(F1~F3)에 제조 길이(60)를 레이저 마킹함에 따라, 별도의 디스플레이 장치나 라벨을 이용할 필요없이 필름의 투입량에 대한 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 용이하게 파악할 수 있다.

또한, 슬리팅된 각각의 편광 필름 원단(F1~F3)마다 제조 길이(60)를 개별적으로 마킹함으로써, 각각의 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 서로 비교할 수 있다. 따라서, 각각의 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 비교하여, 연신이 정상적으로 수행되었는지 여부, 사행이 발생하였는지 여부 등 편광 필름 원단(F)의 제조 공정 중에 발생할 수 있는 여러 가지 문제점을 용이하게 파악할 수 있다.

한편, 마킹 유닛(40)은 편광 필름 원단(F1~F3)에 편광 필름 원단(F1~F3)의 로트(lot) 번호(72), 제조 일자(74), 및 가공 설비(76) 중 적어도 어느 하나를 더 마킹할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 마킹 유닛(40)은 편광 필름 원단(F1~F3)의 일측에제조 길이(60)를 마킹하고, 편광 필름 원단(F1~F3)의 타측에 로트(lot) 번호(72), 제조 일자(74), 및 가공 설비(76) 등의 제조 현황 정보(70)를 마킹할 수 있다. 이와 같이 제조 현황 정보(70)를 추가적으로 레이저 마킹함으로써, 별도의 자료를 이용할 필요없이 편광 필름 원단(F1~F3)에 마킹된 제조 현황 정보(70)를 이용하여 편광 필름 원단(F1~F3)의 생산 이력을 용이하게 추적할 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

이하에서는, 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.

먼저, 복수의 필름을 연속적으로 공급하는 단계(S 10)가 수행된다.

복수의 필름을 연속적으로 공급하는 단계(S 10)는, 편광 필름 원단(F)을 구성하는 필름들이 각각 권취된 권취 롤러들로부터 필름을 연속적으로 풀어줌으로써 수행될 수 있다.

다음으로, 복수의 필름을 순차적으로 적층하여 편광 필름 원단(F)을 형성하는 단계(S 20)가 수행될 수 있다.

편광 필름 원단(F)을 형성하는 단계(S 20)는, 각각의 권취 롤러로부터 공급된 필름들을 부착 롤러를 이용하여 순차적으로 적층함으로써 수행될 수 있다.

이후에, 편광 필름 원단(F)을 미리 정해진 폭을 가지는 복수의 필름 원단으로 슬리팅하는 단계(S 30)가 수행된다.

편광 필름 원단(F)을 슬리팅하는 단계(S 30)는, 편광 필름 원단(F)에 레이저를 조사할 수 있는 슬리팅 유닛(20)을 이용하여 편광 필름 원단(F)을 부착하고자 하는 패널의 폭에 대응되는 폭을 가지는 복수의 편광 필름 원단(F1~F3)으로 슬리팅하면서 수행될 수 있다.

다음으로, 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 측정하는 단계(S 40)가 수행될 수 있다.

편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 측정하는 단계(S 40)는, 슬리팅된 복수의 편광 필름 원단(F1~F3)마다 개별적으로 수행되며, 편광 필름 원단(F1~F3)을 이송할 수 있는 이송 롤러(32)에 장착되는 엔코더(34)로부터 이송 롤러(32)가 미리 정해진 단위 각도만큼 회전될 때마다 엔코더 펄스를 측정하여 수행될 수 있다.

편광 필름 원단(F1~F3)을 이송할 수 있는 이송 롤러(32)에 엔코더(34)를 장착하고, 엔코더(34)로부터 발생한 엔코더 펄스를 이용하여 이송 롤러(32)의 회전 각도를 산출한 후에 산출된 회전 각도와 이송 롤러(32)의 직경을 곱해줌으로써, 편광 필름 원단(F1~F3)의 이송 거리를 측정할 수 있다. 그런데, 이송 롤러(32)는 편광 필름 원단(F1~F3)을 일 방향으로 이송하므로, 편광 필름 원단(F1~F3)의 이송 거리는 제조 길이(60)와 동일하다. 따라서, 이송 롤러(32) 및 엔코더(34)를 이용하여 복수의 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 각각 측정할 수 있다.

이후에, 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 레이저 마킹하는 단계(S 50)가 수행될 수 있다.

편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 레이저 마킹하는 단계(S 60)는, 슬리팅된 복수의 편광 필름 원단(F1~F3)마다 개별적으로 수행되며, 편광 필름 원단(F1~F3)에 레이저를 조사할 수 있는 마킹 유닛(40)을 이용하여 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 편광 필름 원단(F1~F3)의 일면에 마킹하면서 수행될 수 있다.

추가적으로, 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 레이저 마킹하는 단계(S 50)는, 편광 필름 원단(F1~F3)에 미리 정해진 단위 길이마다 제조 길이(60)를 레이저 마킹하면서 수행될 수 있다.

추가적으로, 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 레이저 마킹하는 단계(S 50)는, 편광 필름 원단(F1~F3)에 제조 현황 정보(70)를 추가적으로 레이저 마킹하면서 수행될 수 있다. 제조 현황 정보(70)는, 편광 필름 원단(F1~F3)의 로트(lot) 번호(72), 제조 일자(74), 및 가공 설비(76) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

추가적으로, 편광 필름 원단(F1~F3)의 제조 길이(60)를 레이저 마킹하는 단계(S 50)는, 편광 필름 원단(F1~F3)의 최외곽에 적층되어 편광 필름 원단(F1~F3)을 보호하는 보호 필름(Fd)에만 선택적으로 제조 길이(60)를 레이저 마킹하면서 수행될 수 있다. 즉, 편광 필름 원단(F1~F3)을 구성하는 여러 필름 중 핵심적인 기능을 수행하는 PVA 필름(Fa), 제1 TAC 필름(Fb), 및 제2 TAC 필름(Fc) 등에는 레이저 마킹이 수행되지 않으며, 보호층을 형성하고 있는 보호 필름(Fd)에만 제한적으로 레이저 마킹이 수행될 수 있다.

추가적으로, 편광 필름 원단(F1~F3)을 회수하는 단계(S 60)가 수행된다.

편광 필름 원단(F1~F3)을 회수하는 단계는, 복수의 권취 롤러를 이용하여 복수의 편광 필름 원단(F1~F3)을 개별적으로 각각 권취하면서 수행될 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 필름 제조 방법에서는, 편광 필름 원단을 슬리팅하는 단계(S 30)가 수행된 이후에, 슬리팅된 복수의 편광 필름 원단에 대하여 개별적으로 각각 제조 길이를 측정하는 단계(S 40)가 수행되었으나 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 편광 필름 원단의 제조 길이를 측정하는 단계가 먼저 수행된 후에 편광 필름 원단을 슬리팅을 수행하는 단계가 수행될 수도 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 필름 제조 장치
10 : 필름 적층 유닛
20 : 슬리팅 유닛
30 : 길이 측정 유닛
40 : 마킹 유닛
50 : 필름 회수 유닛

Claims (4)

1. 연속적으로 공급되는 복수의 필름들을 순차적으로 적층하여 필름 원단을 형성하는 필름 적층 유닛;
   상기 필름 원단을 슬리팅하여 미리 정해진 폭을 갖는 복수의 단위 필름 원단들로 분할하는 슬리팅 유닛;
   슬리팅된 상기 단위 필름 원단들 중 서로 대응하는 어느 하나의 단위 필름 원단의 제조 길이를 각각 측정하는 복수의 길이 측정 유닛들; 및
   상기 단위 필름 원단들 중 서로 대응하는 어느 하나의 단위 필름 원단의 현재까지 측정된 상기 제조 길이를 상기 어느 하나의 단위 필름 원단에 미리 정해진 단위 길이마다 레이저 마킹함과 동시에, 상기 어느 하나의 단위 필름 원단의 로트(lot) 번호, 제조 일자 및 가공 설비 중 적어도 하나를 포함하는 제조 현황 정보를 상기 어느 하나의 단위 필름 원단에 상기 단위 길이마다 레이저 마킹하는 복수의 마킹 유닛들을 포함하며;
   상기 필름들은 상기 필름 원단의 최외곽에 적층되어 상기 필름 원단을 보호할 수 있는 보호 필름을 포함하며,
   각각의 마킹 유닛은, 상기 제조 길이와 상기 제조 현황 정보를 상기 보호 필름에 레이저 마킹하도록 마련되고,
   상기 슬리팅 유닛은,
   상기 필름 원단을 슬리팅하기 위한 레이저를 발생하는 레이저 발생기;
   상기 레이저 발생기로부터 방출된 레이저를 공급받아 상기 필름 원단으로 조사하여 상기 필름 원단을 슬리팅하는 스캔헤드 및
   상기 스캔헤드를 이송시키는 스캔헤드 이송부를 구비하고,
   상기 스캔헤드 이송부는, 상기 필름 원단의 폭 방향을 따라 설치된 크로스 레일에 이동 가능하게 설치된 슬라이더를 포함하며,
   상기 크로스 레일의 전면에는 상기 필름 원단의 폭 방향을 따라 슬롯이 형성되고, 상기 슬라이더는 상기 크로스 레일의 내부에 이동 가능하게 설치되어 상기 슬롯을 통해 상기 스캔헤드에 결합되는 것을 특징으로 하는 필름 제조 장치.
2. 제1항에 있어서,
   각각의 길이 측정 유닛은,
   상기 어느 하나의 단위 필름 원단을 상기 마킹 유닛들 중 서로 대응하는 어느 하나의 마킹 유닛으로 이송할 수 있는 이송 롤러; 및
   상기 이송 롤러에 장착되며, 상기 이송 롤러가 미리 정해진 단위 각도만큼 회전될 때마다 엔코더 펄스를 생성할 수 있는 엔코더를 구비하는 것을 특징으로 하는 필름 제조 장치.
3. (a) 복수의 필름들을 연속적으로 공급하는 단계;
   (b) 상기 복수의 필름들을 순차적으로 적층하여 필름 원단을 형성하는 단계;
   (c) 상기 필름 원단을 슬리팅하여 미리 정해진 폭을 갖는 복수의 단위 필름 원단들로 분할하는 단계;
   (d) 슬리팅된 각각의 단위 필름 원단의 제조 길이를 개별적으로 측정하는 단계;
   (e) 각각의 단위 필름 원단의 현재까지 측정된 상기 제조 길이를 각각의 단위 필름 원단에 미리 정해진 단위 길이마다 레이저 마킹함과 동시에, 각각의 단위 필름 원단의 로트(lot) 번호, 제조 일자, 및 가공 설비 중 적어도 하나를 포함하는 제조 현황 정보를 각각의 단위 필름 원단에 상기 단위 길이마다 레이저 마킹하는 단계; 및
   (f) 각각의 단위 필름 원단을 회수하는 단계를 포함하며;
   상기 필름들은 상기 필름 원단의 최외곽에 적층되어 상기 필름 원단을 보호할 수 있는 보호 필름을 포함하고,
   상기 (e) 단계는, 상기 제조 길이와 상기 제조 현황 정보를 상기 보호 필름에 레이저 마킹하면서 수행되며,
   상기 필름 원단을 슬리팅하기 위한 슬리팅 유닛를 포함하고,
   상기 슬리팅 유닛은,
   상기 필름 원단을 슬리팅하기 위한 레이저를 발생하는 레이저 발생기;
   상기 레이저 발생기로부터 방출된 레이저를 공급받아 상기 필름 원단으로 조사하여 상기 필름 원단을 슬리팅하는 스캔헤드 및
   상기 스캔헤드를 이송시키는 스캔헤드 이송부를 구비하고,
   상기 스캔헤드 이송부는, 상기 필름 원단의 폭 방향을 따라 설치된 크로스 레일에 이동 가능하게 설치된 슬라이더를 포함하며,
   상기 크로스 레일의 전면에는 상기 필름 원단의 폭 방향을 따라 슬롯이 형성되고, 상기 슬라이더는 상기 크로스 레일의 내부에 이동 가능하게 설치되어 상기 슬롯을 통해 상기 스캔헤드에 결합되는 것을 특징으로 하는 필름 제조 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 (d) 단계는, 각각의 단위 필름 원단을 이송할 수 있는 이송 롤러에 장착되는 엔코더로부터 상기 이송 롤러가 미리 정해진 단위 각도만큼 회전될 때마다 발생하는 엔코더 펄스를 측정하여 수행되는 것을 특징으로 하는 필름 제조 방법.

Images